基于参照圆的自动装配对准测量技术研究

摘要

自动装配是大规模自动化生产过程中关键环节，先进、精确的自动化装配工艺及设备不仅可以有效地提高生产效率、降低工人劳动强度，而且能够提高产品的装配质量和整体性能。装配过程根据装配的目标的几何尺寸可以分为宏观装配和微观装配，装配过程发展的方向则是高精度、柔性、智能化等。随着固体成像器件、图像处理等技术的发展，机器视觉测量凭借其灵活、智能、环境适应性强等优势在现代化装配过程中得到充分的利用，但是，宏观装配中的机器视觉测量方法由于各种原因目前通常在几十微米以上的精度，针对一些要求较高的装配要求，现行的测试方法无法达到精度要求。
　　本文针对宏观装配中的对准测量技术，利用普通工业 CCD相机设计了基于参照圆的对准测量系统，将对准参照物缩小至一对仅有几毫米直径的参照圆上，通过参照圆图像的相对偏心实现对准测量。针对参照圆图像的预处理算法和圆检测算法展开研究，提出了基于连通区域面积阈值的杂散点滤除技术实现了较大干扰点的去除，并有效的保留了边缘信息；提出了基于退化模型的亚像素边缘检测算法实现了圆边缘的点集的高精度检测，并通过霍夫变换对边缘点集进行处理得到圆方程，实现了参照圆相对偏心量，最后通过模拟试验平台和试件的相关试验，证明了测量方法的正确性。本方法不需要高端成像器件便能够实现宏观装配的精确对准，能够为使用者节省成本，具有较强的先进性和实用性。

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第一章 绪论

1.1课题来源、背景及研究意义

1.2自动化装配技术发展现状

1.3本文的主要研究内容和章节安排

第二章 基于参照圆的装配对准测量系统

2.1基于标准圆、孔的参照测量对准系统设计及工作原理

2.2成像系统关键部件性能参数确定及选型

2.3本章小结

第三章 成像系统标定技术

3.1成像模型

3.2 相机标定

3.3本章小结

第四章 标准圆图像预处理技术

4.1 图像噪声滤波处理

4.2 基于连通区域面积阈值的杂散点滤除技术

4.3本章小结

第五章 标准圆检测算法研究

5.1图像边缘检测

5.2 圆检测算法

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2论文创新点

6.3存在的问题及以后的工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢